淤泥质土质深基坑的开挖

淤泥质土质深基坑的开挖

代金辉李东颐

中建二局第一建筑工程有限公司上海200125

摘要：随着经济发展，物的密集程度不断增加。与此同时，基坑朝着更大、更深的方向发展，对于基坑开挖支护、邻近其物的安全提出更高的要求。本文结合笔者自身经验，阐述了建筑工程中淤泥质深基坑、支撑结构、围护排桩、近邻物及其基础作为一个整体模拟基坑开挖与支护全过程。

关键词：淤泥质建筑工程深基坑支护

在我国建筑工程中，经常出现由于淤泥质基坑支护结构的强度、刚度或者稳定性不足，引起的支护结构破坏，其主要原因是由于淤泥质基坑周围土体在淤泥质基坑开挖过程中产生对坑内侧压引起的，另一方面也说明了淤泥质基坑周围土体变形过大也是引起淤泥质基坑坍塌的一个重要因素，如何在深基坑开挖过程中控制周围土体的变形，这不仅要在设计时考虑到影响淤泥质基坑开挖的各种因素，还要在施工过程中在现场对淤泥质基坑周边土体变形、沉降进行实时监测，以及当淤泥质基坑周边测点位移达到报警值时，应采取积极的应对措施，以保证施工安全。

1、淤泥质深基坑工程概述

1.1淤泥质深基坑工程的特点

近些年来，不论是住宅或商业楼，我国的类型主要以高层、超高层代替了以往的多层、地下空间被大量的开发，淤泥质基坑工程也随之向着更大更深的方向发展，这也给淤泥质基坑的支护系统增加了较大的难度。在沿海地区软弱土层中，开挖淤泥质基坑会产生较大的位移和沉降，一旦位移或沉降过大，建筑物随时会有倒塌的危险。以上海为例，常见的地下室一般为2～3层居多，有的已达到5层；最大的淤泥质基坑平面尺寸为274m×187m，面积约为51000m2，最深度达32m。淤泥质基坑工期长，场地狭窄，天气及施工原因都会对淤泥质基坑稳定性产生不利影响。

1.2淤泥质基坑支护工程的特点

概括起来讲，淤泥质基坑支护工程有以下方面：

（1）淤泥质基坑深度超过20m，长度达到几百米，并且工程规模日益增大，给支撑系统加大了困难，土体成分复杂，也给施工带来了诸多不便；随之而来的淤泥质基坑安全情况不容忽视；

（2）一般来说，在承载力较弱、淤泥质基坑土体成分复杂的地质条件下，大面积淤泥质基坑开挖会使周围土体产生较大的沉降和位移，给周边物和施工安全增加了安全隐，不能放坡开挖；

（3）深基坑开挖过程中工期长，场地条件差，降雨、车辆荷载及淤泥质基坑周边重物的堆放等因素，都会对淤泥质基坑稳定性不利；

（4）深基坑支护体系通常用作临时结构，安全设备的设计可以相对小些，而同时又必须保证其可靠性和安全性，淤泥质基坑的支护体系设计与施工时一项系统的工程，需要结土力学、基础工程、地基处理、原位测试等多学科交叉知识，除此之外，还需丰富的施工经验，对场地的全面勘察，结合现场的情况对淤泥质基坑出现的各种突发状况采取必要的措施；

（5）在相邻场地施工中，淤泥质基坑开挖，降水，打桩等施工工序，都会引起相互制约影响，加大工作协调的难度。

2、钢管桩淤泥质深基坑开挖的施工技术

在淤泥质物密集程度较大的区域中，钢管桩支撑体系被大多工程所采用，尤其是在软土地区中更是如此。支护类型包含以下几个方面：

2.1土钉墙支护

一般来说，首先喷射底层混凝土，然后钻孔以便安插土钉并注浆，随即绑扎钢筋网，之后喷射底面层混凝土，这种支护方式适用于一般的杂填土、粘性土和粉土等，由于在较粒径的卵石中钻孔比较困难，所以不适用与有大粒径的卵石和碎石层中。土钉墙插入土体内部后，并在其内空间排列形成了空间骨架，土钉与土体共同承担外荷载，保证淤泥质基坑的稳定性。当土钉墙被破坏时，有明显的平移和转动，破坏形式有两种：内部稳定破坏又称局部滑动面破坏、外部整体性破坏又称滑移与倾覆。

2.2地下连续墙

地下连续墙由于它适用土体类型广、整体性好、刚度大，变形小，既可以用在超深围护结构，又可以用于主体结构，并且适用于各种地质条件，减少施工对环境的影响，可以承受较大的侧压力，与其他支护形式相比可以更好的保证周边的安全且在近几十年在工程中得到广泛的应用。但是也有些不足之处，比如在废泥浆的处理问题上，如处理不当，不但会使工程费用增加，还会造成环境污染；当地下连续墙用作临时性的挡土结构时，造价会较高。

2.3钢板桩支护

早期的板桩是木结构形式，随着轧钢技术的不断发展，现在大多数工程采用的是钢板桩。在实际工程中，先把钢板打入图层中，设置必要的拉锚和支撑以抵抗土压力和水压力，保证施工安全。钢板桩支护结构分为临时性钢板桩结构和永久性钢板桩结构两类；在高层深基础施工中多采用临时性钢板桩结构，在港口、码头岸墙一类深基础施工中多采用永久性的钢板桩结构。钢板桩具有施工简单，材料可靠，在软弱土层中施工速度快等优点，而且临时性钢板桩可以进行循环利用，节省工程费用。常用的钢板桩截面形有Z形、U形和直腹板式。

2.4锚杆支护

从外观上看，锚杆支护与土钉墙支护区别不大，但实际上两者的加固机理有很大的不同，锚杆支护体系是由锚杆、挡土构筑物、以及托架和腰梁等几部分组成，相互共同作用保证淤泥质基坑边坡安全和稳定。锚杆通常施加预应力张拉，并且在墙面设置刚度足够大的腰梁用来传递锚杆的拉力，当土锚支护作为侧壁支撑与钢横撑相比，不但可以减少土方开挖量、节省大量钢材，还可改善施工条件。

2.5柱列式灌注桩支护

柱列式间隔布置包括桩与桩之间一字形相切排列、一字形搭接排列、间隔排列和交错相切排列等几种方式。在排桩围护结构中，柱列式灌注桩围护是中应用最多的一种，在我国深基坑支护中应用最广泛的一种，灌注桩支护可分为钻孔灌注桩和人工挖孔桩两类，采用前者作为支护时桩的直径不可小于400～500mm，当采用后者时桩的直径不能小于800mm，而且不能应用在地下水以下，或者采用人工降水。

2.6逆作法

一般来说，逆作法是以地下结构的梁、板、柱视为淤泥质基坑开挖的支撑，从上到下的一种施工方法，由于逆作法的施工特点，便可以省略临时性结构，降低施工费用，同时可缩短施工工期。如果地下结构墙柱的混凝土搭接质量较差时，会出现承载力降低，漏水等后果。

3、结论

作为淤泥质深基坑施工的技术重点，在淤泥质深基坑开挖阶段应该仔细掌握关键技术与施工和环节，这不但可以有效保障淤泥质开采区域基坑的稳定性，还能避免对施工环境周围产生不必要的影响，我们首先应详细了解淤泥质深基坑选址的设计施工参数，然后依据淤泥质基坑的规模大小、支护方式、基坑深度与地基加固条件，最终敲定详实可行的淤泥质基坑开挖程序与顺序，并根据已敲定的施工次序依次施工，从而使得深基坑支护施工因素的规律和顺序，保障深基坑工程施工时空效应能符合规定的设计要求。

参考文献

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